Original paper

A Modular System for Road Updating, Refinement and Classification from Satellite Images

Frey, Daniel; Butenuth, Matthias; Hinz, Stefan

Abstract

The extraction, refinement and verification of intact and damaged infrastructure are important issues for the management of civil crises, e.g., caused by flooding or earthquakes. In this paper, the development of a system for the automated detection of roads, their geometric and semantic refinement as well as classification into different states of accessibility from multi-sensorial imagery is presented. The system is intended to supply information being required for the coordination of rescue teams and the implementation of emergency actions. It is the result of long-term research on different aspects of road extraction, which has been extended and adapted in the context of the bundle project DeSecure to build up a framework providing all relevant information regarding the extent and impact of crises scenarios within shortest time-frames. The results of classification system show the improvement of the fast interpretation of road networks after natural disasters using automatic approaches.

Kurzfassung

Die Extraktion, geometrische Verfeinerung und Verifikation von intakten und beschädigten Infrastrukturobjekten sind wichtige Fragestellungen bei zivilen Krisen, wie zum Beispiel Überflutungen oder Erdbeben. In diesem Artikel wird die Entwicklung eines Systems beschrieben, das mit Hilfe von multi-sensoriellen und multi-temporalen Bildern eine automatische Detektion von Straßen, eine geometrische und semantische Verfeinerung und eine Klassifikation in verschiedene Zustände der Befahrbarkeit durchführt. Das Ziel des Systems ist die Bereitstellung von Informationen über Straßen, die für die Koordination von Hilfskräften von großer Bedeutung sind. Die präsentierten Ergebnisse basieren auf langfristiger Forschung im Bereich der Straßenextraktion, die im Rahmen des Bündelprojekts DeSecure angepasst und erweitert wurden. Das erweiterte System, bestehend aus den drei Modulen Straßenextraktion, Verfeinerung und Klassifikation liefert ein Rahmenwerk, um sämtliche relevante Informationen über Straßen in kürzester Zeit in Krisenfällen zur Verfügung zu stellen. Die Ergebnisse zeigen, dass mit Hilfe der automatischen Klassifikationsverfahren die benötigte Zeit zur Interpretation von beschädigten Straßen nach Naturkatastrophen erheblich reduziert werden kann.

Keywords

road dataupdaterefinementclassificationnatural disasters